Bremst drohende Lithium-Knappheit die Elektromobilität aus?
Ohne Lithium keine Elektromobilität? Elektrofahrzeuge erfreuen sich nicht nur zunehmender Beliebtheit, sie boomen. Die Verkaufszahlen steigen. Als umweltfreundlichere Alternative zu Verbrennungsmotoren sollen Elektroautos genau diese möglichst bald ablösen. Immer mehr Hersteller bringen entsprechende Elektroautos auf den Markt, die Zulassungszahlen steigen in vielen Ländern. Länder wie Norwegen sind mit über 80% Elektrofahrzeugen bei der Zulassungszahlen ganz weit vorne. Doch es zeichnen sich bei dem Thema dunkle Wolken am Horizont ab, denn ein zentraler Rohstoff für die Herstellung der Akkus für diese Fahrzeuge könnte bald knapp werden. Es geht um Lithium.
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Lithium wird nicht ausreichen
Mehrere Produzenten des Alkalimetalls warnen genau davor. Davor, dass das weltweite Angebot an dem Rohstoff nicht ausreichen wird, um die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und dort vor allen die Produktion von Akkus zu decken. In Las-Vegas findet jährlich die Fastmarkets-Konferenz für Lithium- und Batterierohstoffe statt. Auf der jüngsten Konferenz prognostizierte Stu Crow, der Vorsitzende von Lake Resources – einer der größten Anbieter von Lithium – , eine mögliche Mangellage bei der Versorgung der Akku-Industrie.
Welche Gründe stecken hinter dieser drohende Mangellage? Genannt werden Dinge wie Inflation, Fachkräfte- und Personalmangel aber auch bürokratische Hürden bei Abbaugenehmigungen. Damit könnte die Mobilitätswende vom Verbrennungsmotor hin zum Elektroantrieb ins Stocken geraten.
Doch nicht nur das Thema Lithium-Abbau ist problematisch, denn Experten sehen genau so einen Mangel bei der Weiterverarbeitung. So gäbe es nicht genug Anlagen, die Lithium Akku-tauglich aufbereiten können. Somit könnte zu wenig Lithium der nötigen Qualitätsstufen zur Verfügung stehen. Wenn die Hersteller dann auf mindere Qualitäten ausweichen, könnte das die Reichweite der daraus hergestellten einschränken.
Elektroauto-Boom verschärft das Problem
Diese Mangel steht eine stark anwachsende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und damit auch Akkus für eben diese gegenüber. Das ist auch der Tatsache geschuldet, dass sich fast alle Autohersteller den Klimazielen verpflichtet haben. Und diese Verpflichtung bedeutet, dass die Flotten zumindest in gewissen Anteilen auf Elektroantrieb umgestellt werden. Der Boom der Elektrofahrzeuge wird durch staatliche Kaufanreizprogramme (Förderungen) befeuert. Am stärksten entwickelt sich diese Nachfrage allen anderen voran in China. Dann folgen die Vereinigten Staaten und die Europäischen Union und den Vereinigten Staaten.
Es bleibt abzuwarten, wie sich die Rohstoffsituation weiterentwickelt und ob die Vorhersagen der Experten eintreffen. Die mögliche Knappheit des Rohstoffs könnte das Wachstum des Elektrofahrzeugmarktes und die Umsetzung der grünen Energiewende beeinträchtigen.
Hintergrundwissen: Was genau ist Lithium?
Lithium ist ein chemisches Element mit dem Symbol „Li“ im Periodensystem und der Ordnungszahl 3. Es gehört zur Gruppe der Alkalimetalle und ist das leichteste Metall sowie eines der leichtesten Elemente überhaupt. Der Stoff hat zahlreiche Anwendungen und Bedeutungen, sowohl in wissenschaftlicher als auch in praktischer Hinsicht:
- Physikalische Eigenschaften: Lithium ist ein silberweißes, weiches Metall, das in der Regel unter normalen Bedingungen fest ist. Es ist sehr reaktionsfreudig und reagiert stark mit Wasser, wodurch Wasserstoffgas freigesetzt wird.
- Batterien: Eine der bekanntesten Anwendungen ist in Lithium-Ionen-Batterien. Diese Batterien sind weit verbreitet in elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen, Laptops, Elektroautos und mehr, aufgrund ihrer hohen Energiedichte und ihrer Fähigkeit, eine lange Lebensdauer zu haben.
- Pharmazeutische Anwendungen: Lithiumverbindungen werden als Medikamente zur Behandlung von bipolaren Störungen und manischer Depression eingesetzt. Sie können Stimmungsschwankungen regulieren und psychische Gesundheit verbessern.
- Kernfusion: Das Alkalimetall wird in einigen Fusionsreaktoren als Brennstoff verwendet, da es unter extremen Bedingungen in der Lage ist, mit Wasserstoff zu reagieren und Helium zu erzeugen. Dies ist ein Prozess, der auch in der Sonne stattfindet.
- Keramik und Glas: Lithiumverbindungen werden in der Keramik- und Glasindustrie verwendet, um besondere Farben und Eigenschaften zu erzeugen.
- Luft- und Raumfahrt: Das Alkalimetall wird aufgrund seiner geringen Dichte auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt, um leichte Bauteile herzustellen.
- Metallurgie: Lithium wird in einigen Metallurgieprozessen zur Entfernung von Verunreinigungen aus Metallen wie Aluminium verwendet.
Insgesamt ist Lithium aufgrund seiner chemischen Eigenschaften und vielseitigen Anwendungen ein wichtiges Element sowohl in der Industrie als auch in der Forschung.
Gibt es für Akkus alternative Substanzen?
Ja, es gibt einige Alternativen zu Lithium für die Batterie- und Akkutechnologie, obwohl Lithium-Ionen-Batterien derzeit am weitesten verbreitet sind. Einige dieser Alternativen werden erforscht und entwickelt, um die potenziellen Nachteile, wie begrenzte Ressourcen und Sicherheitsrisiken, zu überwinden. Hier sind einige Beispiele:
- Natrium-Ionen-Batterien: Natrium ist reichlich vorhanden und kostengünstiger als Lithium. Natrium-Ionen-Batterien werden als mögliche Alternative erforscht, insbesondere für stationäre Energiespeicheranwendungen. Allerdings sind noch einige technische Herausforderungen zu bewältigen, bevor sie in großem Maßstab eingesetzt werden können.
- Magnesium-Ionen-Batterien: Magnesium ist ebenfalls reichlich vorhanden und bietet eine höhere Energiedichte als Lithium. Magnesium-Ionen-Batterien könnten eine hohe Speicherkapazität und Sicherheit bieten, befinden sich jedoch noch in einem frühen Forschungsstadium.
- Brennstoffzellen: Wasserstoff-Brennstoffzellen sind eine Alternative zu herkömmlichen Batterien. Sie erzeugen Elektrizität durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, wobei Wasser als Nebenprodukt entsteht. Brennstoffzellen haben das Potenzial, hohe Energiedichten zu bieten und sind besonders in der Mobilität interessant.
- Superkondensatoren: Superkondensatoren sind Elektrolytkondensatoren, die hohe Energiemengen speichern können. Sie bieten schnelle Lade- und Entladezeiten und könnten in Anwendungen eingesetzt werden, in denen schnelle Energiezufuhr und -abgabe erforderlich sind.
- Festkörperbatterien: Anstelle eines flüssigen Elektrolyts wie in Lithium-Ionen-Batterien verwenden Festkörperbatterien einen festen Elektrolyten. Diese Technologie könnte höhere Energiedichten und verbesserte Sicherheit bieten.
Es ist wichtig anzumerken, dass viele dieser Alternativen noch in der Entwicklungs- und Forschungsphase sind und bestimmte technische Herausforderungen überwinden müssen, bevor sie in großem Maßstab kommerziell nutzbar sind. Derzeit dominieren Lithium-Ionen-Batterien den Markt aufgrund ihrer ausgereiften Technologie und ihrer Fähigkeit, hohe Energiedichten bei guter Lebensdauer zu bieten.
